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采用连续混沌打印与静电纺丝技术制备多层复合纳米纤维：混沌静电纺丝
Holmberg, S., Garza-Flores, NA., Almajhadi, MA., Chávez-Madero, C., Lujambio-Angeles, A., Jind, B., Bautista-Flores, C., Mendoza-Buenrostro, C., Pérez-Carrillo, E., Wickramasinghe, HK., Martínez-Chapa, SO., Madou, M., Weiss, PS., Álvarez, MM., Trujillo-de Santiago, G.,
ACS applied materials & interfaces
Abstract
多材料多层微纳结构在自然界与工程领域具有显著特征，并以其卓越性能而获得认可。然而，通过传统工艺制备微纳结构材料仍面临高成本与高难度挑战。本文提出一种高通量、连续化、多功能的聚合物纤维制备策略，可构建具有复杂多层纳米结构的纤维材料。混沌静电纺丝（ChE）技术基于连续混沌打印（CCP）与静电纺丝的耦合效应，可制备具有内部多材料微观结构的纤维。当采用CCP打印头作为静电纺丝喷嘴时，纤维直径在保持内部结构的前提下进一步缩小三个数量级。ChE技术支持使用多种聚合物墨水，可定制化制备具有特定内部纳米层数的纳米纤维。研究结果证明了ChE技术在高通量制备纳米级多层结构方面的多功能性与可调性。我们应用ChE技术成功合成了独特的碳纺织电极，其由表面具有周期性条纹刻蚀的纳米纤维构成。这些具有高比表面积的条纹状碳电极，其比电容较常规碳纳米纤维提升3至4倍；ChE技术为超级电容器及其他应用领域的电极低成本制造提供了广阔前景。